CN103615477A - 离心式电磁离合器及使用该离合器的水泵 - Google Patents

Abstract

离心式电磁离合器包括第一旋转体，可随第一旋转体转动的第二旋转体，将第二旋转体动力传出的传动轴；第二旋转体径向设在第一旋转体内部，离心离合装置轴向位于第一、二旋转体之间，径向位于第二旋转体内部，离心离合装置包括多个导磁离心片、电磁线圈、导磁连接体和导磁支撑体，导磁连接体固定在第一旋转体内侧径向位于电磁线圈外部，导磁支撑体安装在传动轴上，第一旋转体固定在导磁支撑体上，导磁离心片沿电磁线圈外圆周分布，其一端铰接在导磁连接体与导磁支撑体之间，导磁离心片外表面上设摩擦片，第二旋转体与摩擦片相对的内壁面上设耐磨层，电磁线圈断电，摩擦片与第二旋转体耐磨层相贴紧，电磁线圈通电，摩擦片与第二旋转体耐磨层分离。

Description

离心式电磁离合器及使用该离合器的水泵

技术领域

本发明涉及一种电磁离合器，特别是涉及一种用于控制汽车水泵开关的离心式电磁离合器。

背景技术

电磁离合器的离合是通过控制电磁线圈通、断电实现与其他导磁部件的吸合与分离的，传统电磁离合器的吸合动作是沿主轴轴线方向的，电磁铁芯线圈、可被其吸合的导磁部件以及连接在该导磁部件上的其他从动构件等都是沿主轴轴线方向排布安装的，这使得离合器整体体积较大，占据较大的安装空间。

传统汽车水泵无离合器控制，只要发动机运转，水泵就工作，造成汽车发动机负荷增加，汽车油耗与排放增加，不利于汽车节能减排与环保，部分汽车水泵使用传统的电磁离合器控制开关，在离合器接触瞬间冲击力较大，容易造成水泵叶轮脱落，且因传统电磁离合器体积大，需较大的安装空间，占据水泵额外的装配空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的离心式电磁离合器，其结构紧凑，体积小，吸合切换瞬间冲击力小，操作力矩小，同时提供一种使用该离合器的水泵。

本发明离心式电磁离合器，包括借助外部动力旋转的第一旋转体，通过离心离合装置控制可跟随第一旋转体转动的第二旋转体，将第二旋转体的动力传出的传动轴；所述第二旋转体径向嵌设在第一旋转体的内部，所述离心离合装置轴向位于第一、二旋转体之间，径向位于第二旋转体的内部，离心离合装置包括多个导磁离心片、用于吸引导磁离心片的电磁线圈、导磁连接体和导磁支撑体，所述导磁连接体固定在第一旋转体内侧径向位于电磁线圈的外部，所述导磁支撑体安装在传动轴上，第一旋转体固定在导磁支撑体上，导磁支撑体外圆周间隔设有多个第一突出部，所述导磁连接体外圆周上间隔设有多个第二突出部，第一、第二突出部相对应，所述导磁离心片沿电磁线圈外圆周分布，每个导磁离心片包括第一弧形片和第二弧形片，所述第一弧形片的一端转动连接在第一突出部与第二突出部之间，所述第一、第二突出部之间的间隙适于容纳所述第一弧形片，第二弧形片位于第一弧形片自由端的外表面上，第二弧形片的宽度大于第一弧形片的宽度，第二弧形片位于相邻两第一突出部之间的间隙及相邻两第二突出部的间隙中，第二弧形片的外表面上设有摩擦片，第二旋转体与摩擦片相对的内壁面上设有耐磨层，当电磁线圈断电时，导磁离心片自由端被离心力甩出，摩擦片与第二旋转体耐磨层相贴紧，摩擦片外圆周面与传动轴同轴，当电磁线圈通电时，导磁离心片自由端被吸引到电磁线圈上，摩擦片与第二旋转体耐磨层相分离。

本发明离心式电磁离合器，其中所述第一弧形片通过销轴铰接在第一突出部和第二突出部之间，第一、第二突出部之间还设有套筒，第一旋转体、导磁连接体的第二突出部通过螺钉固定到导磁支撑体的第一突出部上，其中螺钉穿过所述套筒。

本发明离心式电磁离合器，其中所述电磁线圈通过固定支架支撑，支架径向位于第一旋转体的内部，支架上设有适于电磁线圈引线穿出的凹口。

本发明离心式电磁离合器，其中所述第二旋转体上的耐磨层厚度为0.15～1mm，所述摩擦片的厚度≧3mm。

本发明离心式电磁离合器，其中还包括第三旋转体，所述第三旋转体固定在第二旋转体的外端面上，第一旋转体靠近第三旋转体的端面上连接有磁铁固定盘，磁铁固定盘上周向分布有多个永磁铁，第三旋转体与磁铁固定盘相对的端面上周向嵌设有多个导磁铁件，导磁铁件与永磁铁相对应并保持一定间隙。

本发明离心式电磁离合器，其中所述第三旋转体远离第一旋转体的外端面上周向分布有多条散热翼片。

本发明水泵，配备上述的离心式电磁离合器。

本发明水泵，其中所述第一旋转体为皮带轮与发动机相连，所述水泵泵体通过轴承套装在传动轴上，水泵叶轮固定连接在传动轴上。

本发明水泵，其中所述电磁线圈的支架套装在水泵泵体上，支架内孔壁上设有径向向内的凸起，水泵泵体的配合轴段上设有适于容纳所述凸起的凹槽。

本发明离心式电磁离合器与现有技术不同之处在于本发明离心式电磁离合器设置离合装置嵌设在第一旋转体的内部，电磁线圈与可被其吸合的导磁离心片径向排列，吸合动作径向进行，使得离合器的轴向尺寸紧凑，体积小，通过离心片上的摩擦片与第二旋转体内侧的耐磨层配合，通过摩擦力传动，相比于传统的直接吸合传动瞬间的冲击力小，降低故障概率，双层的弧形片结构增大了离心片径向的尺寸，减小了离心片与电磁线圈间的距离，操作力矩小，在吸合时，较小的线圈即可将其吸引过去。

本发明使用该离心式电磁离合器的水泵，离合器接触瞬间对水泵叶轮的冲击力小，降低水泵故障概率，第一旋转体直接采用原来带动水泵运转的皮带轮，离心离合装置嵌在其中，结构紧凑，不需要占据水泵额外的装配空间。

下面结合附图对本发明的离心式电磁离合器作进一步说明。

附图说明

图1为本发明离心式电磁离合器一速结构应用在水泵上的立体结构图；

图2为本发明离心式电磁离合器一速结构应用在水泵上的剖视图；

图3为本发明离心式电磁离合器一速结构应用在水泵上的立体分解图；

图4是对图3进一步的立体分解图；

图5为本发明离心式电磁离合器二速结构应用在水泵上的立体结构图；

图6为本发明离心式电磁离合器二速结构应用在水泵上的剖视图；

图7为本发明离心式电磁离合器二速结构应用在水泵上的立体分解图。

具体实施方式

图1、2、3、4示出了本发明离心式电磁离合器的一速结构，如图1、2所示，包括：第一旋转体1，通过发动机带动旋转；第二旋转体2，通过法兰盘3同传动轴4固定连接在一起，第二旋转体2径向位于第一旋转体1的内部；将第一旋转体1的动力传递给第二旋转体2的离心离合装置，轴向上位于第一、第二旋转体之间，径向上位于第二旋转体2的内部。

如图3、4所示，离心离合装置包括：3个导磁离心片5（导磁离心片的数量可根据需要设置，本实施方式优选设置3个）、用于吸引导磁离心片5的电磁线圈6、导磁连接体7和导磁支撑体8；电磁线圈6通过固定支架11支撑，支架11径向位于第一旋转体1的内部，支架11上设有适于电磁线圈引线穿出的凹口11a，导磁离心片5周向分布在电磁线圈6的外圆周上，导磁支撑体8通过轴承安装在传动轴4上，其外圆周间隔设有多个第一突出部8a，导磁连接体7径向位于电磁线圈6的外部，其外圆周上间隔设有多个第二突出部7a，第一、第二突出部相对应，第一、第二突出部之间设置有套筒9用于保持二者相距一定的间隙，螺钉10穿过第一旋转体1、导磁连接体的第二突出部7a、套筒9固定连接到导磁支撑体的第一突出部8a上，将第一旋转体1、导磁连接体7和导磁支撑体8固定连接到一起；导磁离心片5包括第一弧形片5a和第二弧形片5b，双层的弧形片结构增大了离心片径向的尺寸，减小了离心片与电磁线圈间的距离，在吸合时，较小的线圈即可将其吸引过去，第一弧形片5a的一端通过销轴铰接在第一突出部8a与第二突出部7a之间，套筒9保持的第一、第二突出部之间的间隙适于容纳第一弧形片5a，第二弧形片5b位于第一弧形片5a自由端的外表面上，第二弧形片5b的宽度大于第一弧形片5a的宽度，第二弧形片5b位于相邻两第一突出部8a之间的间隙及相邻两第二突出部7a的间隙中，第二弧形片5b的外表面上设有摩擦片12，摩擦片的厚度≧3mm，第二旋转体2与摩擦片12相对的内壁面上设有耐磨层，耐磨层厚度为0.15～1mm。

当电磁线圈断电时，第一旋转体1带动导磁连接体7、导磁离心片5和导磁支撑体8绕传动轴4旋转，在离心力作用下，导磁离心片5自由端被径向向外甩出，其上的摩擦片12与第二旋转体2的耐磨层相贴紧，此时摩擦片12外圆周面与传动轴4同轴，带动第二旋转体2转动，进而带动传动轴4转动对外输出动力。

当电磁线圈通电时，电磁线圈6产生电磁力，经导磁连接体7、导磁离心片5和导磁支撑体8形成闭合回路，将导磁离心片5的自由端吸引到电磁线圈6上，使得导磁离心片5上的摩擦片12与第二旋转体2的耐磨层相分离，第一旋转体1的动力不会传到第二旋转体2上，进而停止对传动轴4输出动力。

图5、6、7示出了本发明离心式电磁离合器的二速结构，在一速结构的基础上增设第三旋转体13，第三旋转体13通过螺钉与第二旋转体2、法兰盘3固定连接；第一旋转体1靠近第三旋转体13的端面上连接有磁铁固定盘14，磁铁固定盘14上周向分布有多个永磁铁15，第三旋转体13与磁铁固定盘14相对的端面上周向嵌设有多个导磁铁件16，导磁铁件16与永磁铁15相对应并保持一定间隙，第三旋转体13远离第一旋转体1的外端面上周向分布有多条散热翼片17。

当电磁线圈通电时，电磁线圈6产生电磁力，经导磁连接体7、导磁离心片5和导磁支撑体8形成闭合回路，将导磁离心片5的自由端吸引到电磁线圈6上，使得导磁离心片5上的摩擦片12与第二旋转体2的耐磨层相分离，摩擦片不向第二旋转体2传递转矩，第一旋转体1上的磁铁固定盘14随第一旋转体1转动，永磁铁15转动产生旋转的磁场，第三旋转体13上的导磁铁件16相对磁场运动，切割磁感线在第三旋转体13的内部产生感应电流，感应电流在磁场中受力，带动第三旋转体13跟随磁铁固定盘14差速转动，带动传动轴4低速转动对外输出动力。

当电磁线圈断电时，在离心力作用下，导磁离心片5自由端被径向向外甩出，其上的摩擦片12与第二旋转体2的耐磨层相贴紧，此时摩擦片12外圆周面与传动轴4同轴，带动第二旋转体2高速转动，进而带动传动轴4高速转动对外输出动力。

如图2、6所示，应用该离心式电磁离合器的水泵，第一旋转体1为皮带轮与发动机相连，水泵泵体18通过轴承套装在传动轴4上，水泵叶轮（图中未示出）固定连接在传动轴4上，电磁线圈6的支架11套装在水泵泵体18上，如图3所示，支架11内孔壁上设有径向向内的凸起19，水泵泵体18的配合轴段18a上设有适于容纳凸起19的凹槽（图中未示出）。

当其采用一速结构的离心式电磁离合器，在发动机运行之初温度较低时，不需要水泵工作降温，将电磁线圈6通电，使导磁离心片上的摩擦片12与第二旋转体2的耐磨层分离，不向第二旋转体2传递转矩，进而传动轴4也不转动，水泵叶轮不工作；当发动机运行一段时间之后温度上升，将电磁线圈6断电，使导磁离心片向第二旋转体2传递转矩，带动传动轴4转动，进而带动水泵叶轮工作为发动机降温。

当其采用二速结构的离心式电磁离合器，在发动机运行之初温度较低时，不需要水泵工作降温，将电磁线圈6通电，使导磁离心片上的摩擦片12与第二旋转体2的耐磨层分离，不向第二旋转体2传递转矩，此时，经磁铁固定盘14带动低速转动的第三旋转体13带动传动轴4低速运转，水泵叶轮低速工作；当发动机运行一段时间温度上升之后，将电磁线圈6断电，使导磁离心片向第二旋转体2传递转矩，带动传动轴4转动，进而带动水泵叶轮高速工作为发动机降温。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种离心式电磁离合器，包括借助外部动力旋转的第一旋转体，通过离心离合装置控制可跟随第一旋转体转动的第二旋转体，将第二旋转体的动力传出的传动轴；所述第二旋转体径向嵌设在第一旋转体的内部，所述离心离合装置轴向位于第一、二旋转体之间，径向位于第二旋转体的内部，离心离合装置包括多个导磁离心片、用于吸引导磁离心片的电磁线圈、导磁连接体和导磁支撑体，所述导磁连接体固定在第一旋转体内侧径向位于电磁线圈的外部，所述导磁支撑体安装在传动轴上，第一旋转体固定在导磁支撑体上，导磁支撑体外圆周间隔设有多个第一突出部，所述导磁连接体外圆周上间隔设有多个第二突出部，第一、第二突出部相对应，所述导磁离心片沿电磁线圈外圆周分布，每个导磁离心片包括第一弧形片和第二弧形片，所述第一弧形片的一端转动连接在第一突出部与第二突出部之间，所述第一、第二突出部之间的间隙适于容纳所述第一弧形片，第二弧形片位于第一弧形片自由端的外表面上，第二弧形片的宽度大于第一弧形片的宽度，第二弧形片位于相邻两第一突出部之间的间隙及相邻两第二突出部的间隙中，第二弧形片的外表面上设有摩擦片，第二旋转体与摩擦片相对的内壁面上设有耐磨层，当电磁线圈断电时，导磁离心片自由端被离心力甩出，摩擦片与第二旋转体耐磨层相贴紧，摩擦片外圆周面与传动轴同轴，当电磁线圈通电时，导磁离心片自由端被吸引到电磁线圈上，摩擦片与第二旋转体耐磨层相分离。

2.根据权利要求1所述的离心式电磁离合器，其特征在于：所述第一弧形片通过销轴铰接在第一突出部和第二突出部之间，第一、第二突出部之间还设有套筒，第一旋转体、导磁连接体的第二突出部通过螺钉固定到导磁支撑体的第一突出部上，其中螺钉穿过所述套筒。

3.根据权利要求1所述的离心式电磁离合器，其特征在于：所述电磁线圈通过固定支架支撑，支架径向位于第一旋转体的内部，支架上设有适于电磁线圈引线穿出的凹口。

4.根据权利要求1所述的离心式电磁离合器，其特征在于：所述第二旋转体上的耐磨层厚度为0.15～1mm，所述摩擦片的厚度≧3mm。

5.根据权利要求1至4任一项所述的离心式电磁离合器，其特征在于：还包括第三旋转体，所述第三旋转体固定在第二旋转体的外端面上，第一旋转体靠近第三旋转体的端面上固定有磁铁固定盘，磁铁固定盘上周向分布有多个永磁铁，第三旋转体与磁铁固定盘相对的端面上周向嵌设有多个导磁铁件，导磁铁件与永磁铁相对应并保持一定间隙。

6.根据权利要求5所述的离心式电磁离合器，其特征在于：所述第三旋转体远离第一旋转体的外端面上周向分布有多条散热翼片。

7.一种水泵，配备权利要求1至6任一项所述的离心式电磁离合器。

8.根据权利要求7所述的水泵，其特征在于：所述第一旋转体为皮带轮与发动机相连，所述水泵泵体通过轴承套装在传动轴上，水泵叶轮固定在传动轴上。

9.根据权利要求8所述的水泵，其特征在于：所述电磁线圈的支架套装在水泵泵体上，支架内孔壁上设有径向向内的凸起，水泵泵体的配合轴段上设有适于容纳所述凸起的凹槽。

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